16 MAVZU GLIKOLIZ VA GLIOGENOLIZNING AHAMIYATI GLYUKOZA BIOSINTEZI

16 MAVZU: GLIKOLIZ VA GLIOGENOLIZNING AHAMIYATI. GLYUKOZA BIOSINTEZI. GLIKOLIZ VA GLYUKONEOGENEZNING BOSHQARILISHI. O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI TOSHKENT TIBBIYOT AKADEMIYASI TIBBIY VA BIOLOGIK KIMYO KAFEDRASI Fan: BIOLOGIK KIMYO

DARS REJASI v Glyukoza katabolizmi. v Aerob parchalanish odam va boshqa aerob organizmlarda glyukoza katabolizmining asosiy yo’lidir. v Sitozoldan mitoxondriyaga vodorod o’tkazishning mokki mexanizmlari (glitserofosfat va malat mokki mexanizmi). v Glyukoza aerob parchalanishining tarqalishi va fiziologik ahamiyati. v Glyukozaning anaerob parchalanishi (glikoliz). v Glikolitik oksidoreduksiya; piruvat vodorodning akseptori sifatida; substrat fosforillanish. v Glyukoneogenez. Kori va glyukozalanin sikllari. v Glyukozaning aerob va anaerob parchalanishi va glyukoneogenez boshqarilishining allosterik mexanizmlari; ATF va AMF allosterik effektorlar sifatida. v Etil spirti metabolizmi.

Glyukoza to‘qimada asosan kislorod ishtirokida hamda kislorodsiz sharoitda parchalanishi mumkin. Buning uchun glyukoza avvalo geksokinaza fermenti ta’sirida, ATF sarflanishi bilan glyukoza 6 fosfatga aylanadi. Faollashgan glyukoza 6 fosfatni taxminan 65% to‘qimada parchalanadi; 30% yog‘ga, 5% esa glikogenga aylanadi. Glyukozaning parchalanishi 3 xil yo‘l bilan yuz beradi: v a) aerob (kislorodli) parchalanish; v b) anaerob (kislorodsiz) parchalanish; v d) pentozofosfat (apotomik) parchalanish

v Aerob yo‘l glyukozaning asosiy parchalanish yo‘li bo‘lib, u uch bosqichda (stadiyada) boradi: v I bosqich – Glikolitik bosqich – glyukozaning pirouzum kislotasiga parchalanishi; v II bosqich – Piruvatning oksidlanish yo‘li bilan dekarboksillanishi va atsetil Ko. A hosil bo‘lishi; v III bosqich – Krebsning uch karbon sikli va elektronlar o‘tkazish zanjiri.

GLYUKOZANI AEROB PARCHALANISHI

v Birinchi bosqich glyukoza katabolizmining individual parchalanish yo‘li bo‘lib, II va III parchalanish bosqichlari «modda almashuvining umumiy yo‘llari» deb yuritiladi. Modda almashuvinig umumiy yo‘llari avval mukammal o‘tilgan. I bosqich sitozolda, II va III bosqichlar mitoxondriyalarda kechadi. Aerob oksidlanish glyukozaning asosiy parchalanish yo‘li, chunki inson va hayvonlar aerob organizmlardir; hamda energetik nuqtai nazardan bu yo‘l eng samaralidir. Bir molekula glyukoza aerob oksidlanishida 38 molekula ATF hosil bo‘ladi. Buning 8 molekulasi – glikolitik (I) bosqichda; 6 molekula – piruvatning oksidlanish yo‘li bilan dekarboksillanish (II) bosqichda; 24 molekulasi esa – Krebs sikli (III) bosqichda yuzaga keladi

MITOHONDRIYAGA O‘TISH «MOKKI» MEXANIZMI v Glyukozaning aerob oksidlanishida degidrogenaza fermentlari ta’sirida ajralib chiqqan vodorodni (NAD·H 2 ni) to‘qima nafas olish zanjirida oksidlanishi uchun u avvalo sitoplazmadan mitoxondriyaga o‘tish lozim. Bu 2 xil «mokki» mexanizmlar yordamida amalga oshiriladi: v 1) Glitserofosfat «mokki» mexanizmi. v 2) Malat «mokki» mexanizmi. v Glitserofosfat «mokki» mexanizmida sitoplazmatik NAD·H 2 ning vodorodi sitoplazmadagi dioksiatsetonofosfat bilan birikib, glitserofosfat hosil qiladi: u esa mitoxondriya membranasidan oson o‘tadigan xususiyatga ega. Bu reaksiya NAD. H 2 sitoplazmatik glitserofosfatdegidrogenaza ta’sirida kechadi. Glitserofosfat (mitoxondriyaning ichida) mitoxondrial FAD tutuvchi degidrogenaza (DG) fermenti ta’sirida oksidlanadi va qaytadan dioksiatsetonfosfat hamda FAD. H hosil bo‘ladi. Dioksiatsetonfosfat oson mitoxondriyadan sitoplazmaga o‘tadi, FAD. H 2 esa mitoxondriyada to‘qima nafas olish zanjiri da oksidlanadi. Диоксиацетонфосфат +НАДН 2 -------→ 3 -глицерофосфат + НАД Асосан мушаклар ва мия тўқимасида кечади.

v Malat «mokki» mexanizmida esa elektronlarni sitoplazmadan mitoxondriyaga o‘tish uchun NAD·H 2 sitoplazmadagi SHUK (oksaloatsetat) bilan birikib oksidlanadi. Malat mitoxondriya membranasidan osongina o‘tib, mitoxondriyaning ichida MDG (malatdegidrogenaza) fermenti ta’sirida oksidlanadi va qaytadan SHUK hamda NAD·H 2 ga parchalanadi; SHUK sitoplazmaga o‘tadi, NAD·H 2 esa mitoxondriyadan to‘qima nafas olish zanjirida oksidlanadi.

PARCHALANISHI (GLIKOLIZ VA GLIKOGENOLIZ) v Uglevodlarning anaerob (kislorodsiz) parchalanishi glyukozadan yoki glikogendan boshlanishi mumkin. Glyukozaning anaerob parchalanishi – glikoliz, glikogenniki esa – glikogenoliz deyiladi. Har ikki holda ham oxirgi mahsulot sut kislotasi (laktat)dir

ANAEROB GLIKOLIZ v glyukozadan enеrgiya xosil bo’lishining sodda (primitiv) usuli v anaerob organizmlarda enеrgiya xosil qilishning asosiy yo’li v aerob organizmlarda glyukoza aerob parchalanishining birinchi bosqichi v katabolik va anabolik rеaktsiyalar uchun zarur oraliq mеtabolitlar bilan ta'minlaydi

Glikolis va piruvatning oksidlanishi

v Glikogenolizda 1 bosqich, ya’ni glikogendan glyukoza 1 fosfat hosil bo‘lishi ortiqdir: qolgan bosqichlari glikoliz bilan bir xil boradi. Anaerob parchalanishni glyukoza 6 fosfatdan toki piruvat hosil bo‘lguncha davom etadigan hamma bosqichlari glyukozaning aerob parchalanishi (ya’ni glikolitik bosqich) bilan bir xildir. v Uglevodlarning anaerob parchalanishi quyidagi bosqichlarda kechadi: v Glikoliz uchun ikki hodisa xarakterlidir: v 1) substratli fosforlanish; v 2) glikolitik oksidoreduksiya.

v Substratli fosforlanishni oksidlanish yo‘li bilan fosforlanishdan farqi v – bunda membrana va elektronlar o‘tkazish zanjiri (EO‘Z) qatnashmaydi. Glikolizning ma’lum metabolitida (substratida) to‘plangan energiya ADF ga uzatilib, uning fosforlanishi natijasida ATF sintezlanadi. Bunday metabolitlarga 1, 3 difosfoglitserat va fosfenolpiruvatlar kiradi.

v Glikolitik oksidoreduksiya – bu fosfoglitserin aldegidi va piruvat orasidagi oksidoreduksiya bo‘lib, bunda piruvat qaytariladi va sut kislotasi (laktat) hosil bo‘ladi. Bu hodisa kislorodsiz sharoitda yuz beradi va kislorod to‘qimalarda yetarli bo‘lishi bilan laktat oksidlanib, piruvatga aylanadi; elektronlar va vodorod ionlari esa to‘qima nafas olish zanjiri (EO‘Z) orqali kislorodga birikadilar hamda energiya (3 x 2=6 mol ATF) va 2 mol HO hosil bo‘ladi: v 2 v Glyukoza + 2 ADF + 2 Pn ————→ 2 L laktat + 2 ATF + 2 H 2 O v Glikoliz hamma tirik organizm uchun xosdir. Glikoliz anaerob organizmlar uchun yagona energetik manba bo‘lib, hujayralarni kislorod tanqisligi holatida minimal energiya bilan ta’minlaydi (2 ATF): aerob organizmlar (hayvonlar, insonlar) uchun esa glikoliz glyukozani aerob oksidlanishining shartli (tayyorlov) birinchi glikolitik bosqichdir. Glikoliz jarayonida hosil bo‘ladigan metabolitlar – laktat, piruvat, glitserat va triozalar organizmda yuz beradigan turli katabolitik va anabolitik jarayonlar uchun kerakli mahsulotdir. Glikoliz sitoplazmada borib, aerob oksidlanish uchun shart bo‘lgan membrana, mitoxondriya butunligini talab qilmaydi.

VA PIRUVATDAN BIOSINTEZLANISHI (GLYUKONEOGENEZ) v Glyukoneogenez – bu laktat va Krebs sikli mahsulotlaridan glyukozaningbiosintezidir. Glyukoneogenez jigarda sodir bo‘ladi. Glyukoneogenez glikolizning qaytar jarayoni bo‘lib, bunda glikolizning 3 ta qaytmas bosqichii mavjud: v FEP → PIRUVAT v FRUKTOZA 6 FOSFAT →FRUKTOZA 1, 6 DIFOSFAT v GLYUKOZA →GLYUKOZA 6 FOSFAT

v Glyukoneogenez jarayonida bu 3 ta qaytmas bosqichni quyidagi fermentlar yordamida qaytar holatga keltiriladi: v 1 Piruvatkarboksilaza, bu ferment piruvatga CO 2 birikib, oksaloatsetat hosil bo‘lishini tezlashtiradi. v 2 FEP karboksilaza – bu oksaloatsetatni FEP, hamda CO 2 gaaylanishini katalizlaydi. 3 Fruktoza 1, 6 difosfataza – bu fruktoza 1, 6 difosfatni fruktoza 6 fosfatga aylanishini tezlatadi. v 4 Glyukoza 6 fosfataza esa glyukoza 6 fosfatni glyukoza va fosfat kislotasiga aylanishini tezlatadi. v Sut kislotasi (laktat) dan glyukoza sintezlanishining (glyukoneogenez) sxemasi quyidagicha.

KORI VA GLYUKOZ-ALANIN SIKLLARI

v Organizmning ayrim to‘qimalarida uglevod almashinuv jarayonlari birlari bilan bog‘liq holatda, ya’ni birlarini to‘ldirib boradilar. Masalan, muskul to‘qimasi faol ishlashi natijasida glikogen laktat kislotasiga parchalanadi. Hosil bo‘lgan laktat qon bilan jigarga boradi va glikoneogenez jarayoni natijasida glyukozaga aylanadi. So‘ng esa glyukoza jigardan, qon orqali yana muskul to‘qimasiga kelib, ma’lum miqdori glyukogenga aylansa, ma’lum miqdori energetik material sifatida muskullarda parchalanadi va laktat hosil qilishi mumkin. v Bu to‘qimalararo (organlar) boshqarilish siklini Karl va Gerta Korilar (er xotin) ochgan bo‘lib, hozirda bu kashfiyot «Kori sikli» deb nomlanadi. Bu ilmiy ishlari uchun ular Nobel mukofotiga sazovor bo‘lganlar (61 rasm). v So‘nggi ma’lumotlarga ko‘ra, «Kori sikli» anaerob organizmlarda doimiy bo‘lib, inson organizmida juda kam ro‘y beradi. Chunki hosil bo‘lgan laktatni asosiy miqdori muskul to‘qimasi (ish bajarmagan) holatida oksidlanib, glyukoza va so‘ng glikogenga aylanadi.

GLYUKOZO-ALANIN SIKLI